Поплавковый уровнемер Советский патент 1975 года по МПК G01F23/12 

(54) ПОПЛАВКОВЫ

1

Изобретение относится к поплавковым уровнемерам и может быть использовано дл замера уровня жидкости в баках, имеющих небольшую глубину.

Известные поплавковые уровнемеры, содержащие неподвижный пустотелый поплавок систему рычагов и гибкие воспринимающие элементы, выполненные в виде торсионов, характеризуются сложностью системы механической передачи, низкой точностью и узКИМ частотным диапазоном измерения.

Для повышения точности измерения уровня жидкости в неглубоких резервуарах предлагаемое устройство дополнительно снабжено двумя гибкими тягами, выполненными в виде тросиков, прикрепленных к неподвижной опоре и к боковой стенке поплавка, в верхней и нижней его частях упругий соединительный элемнт выполнен в виде балки равного сопротивления, один конец которой жестко соединен с неподвижной опорой, а другой посредством вилки шарнирно соединен с двумя цапфами, жестко закрепленными в средней части поплавка. На фиг. 1 изображен предлагаемый уровУРОВНЕМЕР

немер, общий вид; на фиг. 2 - то же, разрез А-А на фиг. 1.

Устройство содержит поплавок 1, гибкий элемент 2, тензорезисторы 3, Опору 4, цапфы 5, гибкие тяги 6.

На чертежах приняты следующие обозначения: Н - высота бака; Н - высота поплавка; h - высота уровня жидкости в баке; лН - зазор между баком и поплавком; Т)- диаметр поплавка, д- толщлна стенки поплавка; S, f , S . - высота, длина и максимальная ширина балки равного сопротивления; Р - выталкивающая сила, действующая на поплавок; Р, - вес поплавка. Стрелками показаны направления действия сил Pg в РП, .

Весь прибор (за исключением вторичной аппаратуры) размещен в баке и не имеет наружных деталей и узлов. Поплавок 1 конструктивно выполнен в виде пустотелой оболочки, например трубы, шарнирно крепящейся к гибкому элементу 2 при помощи цапф 5. Высота поплавка Н равна глуби} е бака Н за вычетом конструктивных зазоров д Н. .Гибкий элемент 2 заканчивается вилкой, 6 отверстия которой вставляются цапфы 5 поплавка 1. Шарнирное крепление поплавка к гибкому элементу 2 позволяет последнему воспринимать только силу выталкивания Р , действующую на поплавок со стороны жидкости, а также вес поплавка Р и разгружают гибкий элемент от воздействия моментов, могущих возникнуть при несовпадении выталкивающей силы Р с осью поплавка (например, при наклоне бака). На упругий элемент 2 прикрепляют датчики омического сопротивления (тензорезисторы) 3. Они могут быть прикреплены синтетическими клеями с последующим покрытием пластмассовой или полимеризующимися смолами, предохраняющими тензорезисторы от воздействия химически активных жидкостей, заливаемых в бак. Тензорезисторы соединяют пс мостовой схеме. Опора 4, к которой крепят упругий элемент 2, может являться ребром жесткости бака, его усиленной стенкой и т.г Для удержания поплавка 1 в плоскости, перпендикулярной к упругому элементу 2, использованы гибкие тяги 6, например тросики или капроновые нити, не препятствующие воздействию поплавка на гибкий элемен но ограничивающие его поворот вокруг оси цапф 5. Уровнемер работает следующим образом. На поплавок 1 действует выталкивающая сила Р , пропорциональная уровню жидкости в баке. Эта сила воздейсявуя через цапфы 5 на гибкий элемент 2, вызывает его изгиЕ иую деформацию, воспринимаемую тензорезисторами 3, соединенными по мостовой схеме. Электрические сигналы от резисторов усиливаются и подаются на стрелочный прибор, проградуированный в соответствии с из меряемой величиной (в единицах объема или уровня заливаемой жидкости). Для более точного определения уровня жидкости в баке в нем может быть установлено несколько уровнемеров, работающих по суммирующему на один и тот же вторичный црибор. Это позволяет еще больше увеличить их чувствительность и дает возмож- . иость автоматически осреднить уровень жидкости в баке при его колебаниях, например при заливке бака. Предлагаемое устройство может быть рассчитано на рабочие частоты нам еря ем ого процесса, значительно более высокие,чем у поплавкового датчика с электромеханическим преобразователем реостатного или индуктивного типа. Собственная частота данного уровнемера у определяется как . Г - изгибная е v / жесткость балки равного сопротивления.} Е - модуль упругости первого рода для материала балки равного сопротивления; т - масса поплавка. Собственная частота предлагаемого уровемера составляет величину порядка 30 .. 5X9. бол чем на порядок превыщает частоту известных поплавковых датчиков уровня. Предмет изобретения Поплавковый уровнемер, содержащий протяженный пустотелый поплавок, упругий соединительный элемент связи поплавка с неподвижной опорой и измерительное приспособление, выполненное в виде тензорезисторов, прикрепленных к упругому соединительному элементу, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения уровня жидкости в неглубоких баках, он дополнительно снабжен двумя гибкими тш-ами, выполненными в виде тросиков, нрикрепленцых к неподвижной опоре и к боковой стенке поплавка в верхней и нижней его частях, а упрутий соединительный элемент выполнен в виде балки равного сопротивлекия, один конец которой жестко соединен с неподвижной опорой, а посредством вилки uiapiinpao соединен с двумя цапфами, жестко закрещюнными в средней части поплавка.